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[ES] El objetivo de este trabajo es desarrollar una técnica de análisis simbólico para planes de evolución de líneas de producto software, una colección de productos estrechamente relacionados que satisfacen las necesidades específicas de un segmento de mercado. Actualmente no existe un enfoque para garantizar que un plan de evolución está libre de inconsistencias. Sin embargo, una modificación en los requisitos del software, en etapas intermedias del desarrollo, puede ocasionar un cambio en el plan que frecuentemente conduce a inconsistencias en una fase posterior. En la técnica de análisis propuesta se formula la reducción y resolución de objetivos en lógica de reescritura y se implementa una herramienta automática para analizar la evolución de los modelos de características de una línea de prodcutos software, de forma que es posible identificar eventuales inconsistencias y garantizar la consonancia del plan en cada paso de la evolución., [EN] The objective of this work is to develop a symbolic analysis technique for software product line evolution plans, a collection of closely related products that meet the specific needs of a market segment. Currently there is no approach to ensure that an evolution plan is free of inconsistencies. However, a modification in the software requirements, in intermediate stages of the development, can cause a change in the plan that frequently leads to inconsistencies at a later stage. In the proposed analysis technique, the reduction and resolution of objectives in rewriting logic is formulated and an automatic tool is implemented to analyze the evolution of the models of characteristics of a software product line, so that it is possible to identify eventual inconsistencies and to guarantee the consistency of the plan in each step of the evolution.

El desarrollo de software es una tendencia hoy en día por lo que la cantidad de código que se ha generado en los últimos años ha aumentado significativamente. Adicionalmente, el aumento de demanda y la necesidad de reducir los tiempos de desarrollo generan problemas a corto y largo plazo que dificultan la mantenibilidad de cualquier proyecto. La reutilización de elementos de software (código fuente, modelos, entre otros), ha sido una práctica que se ha realizado a través de técnicas que no tienen en cuenta su soporte. Las líneas de productos de software (SPL) promueven la construcción de elementos que se puedan reutilizar y actualizar de acuerdo a las necesidades de manera organizada. En busca de la reutilización, existen técnicas extractivas que buscan componentes en proyectos legados o monolíticos, software que se creó teniendo en cuenta un objetivo específico. Existen varios casos de estudio, en donde se ha construido una SPL a partir de elementos que no buscaban ser reutilizados originalmente. Particularmente, ArgoUML SPL fue un proyecto creado en Java, el cual ha sido usado para verificar la efectividad de los algoritmos automáticos de análisis y extracción de características. Sin embargo, debido a la cantidad de variantes que existen en este caso de estudio, se hace evidente mostrar una comparación que sintetice y establezca un punto de referencia para la construcción de algoritmos de recuperación de características. Por tal motivo en este trabajo se realizó la construcción de una medida de comparación y se implementó una técnica que sirva como punto de referencia para futuras investigaciones utilizando dicha métrica unificada. Abstract: Nowadays, Software development is a trend, so the amount of code that has been generated in recent years has increased significantly. Additionally, the demand of software is also increasing, and the need to reduce the development time generates short and longterm problems that make difficult the maintenance of any project. The reuse of software elements (source code, models, among others), has been a practice that has been carried out through techniques that do not pay enough attention to the maintenance of the multiple projects. Software product lines (SPL) promote the construction of assets that can be reused and updated according to needs in a systematic manner. In search of reuse, there are instructive techniques that look for components in legacy or monolithic projects, software that was created with a specific objective in mind. There are several cases of study, where an SPL has been built from assets that did not seek to be reused originally. In particular, ArgoUML SPL was a project created in Java, which has been extensively used to test automatic techniques of identification and extraction of features. However, due to the number of variants that exist in this case study, it is evident to show a comparison that synthesizes and establishes a reference point for the construction of feature recovery algorithms. The main objective of this work is build a groundtruth to compare feature location algorithms and implement a technique which can be used as a reference to compare future researches. Maestría

El concepto de líneas de producto de software se asocia con el conjunto de sistemas de software que comparte entre sí una serie de características en común. En este orden, en la presente investigación se evalúan diferentes metodologías enfocadas en los procesos de validación de software, siendo estas centralizadas en las líneas de producto de software, para lo cual se analizan algunas de las principales metodologías principales, determinándose aspectos como el campo de aplicación, los atributos de calidad abordados y los criterios de validación, las fases del proyecto, los modelos y artefactos sobre el que se valida, las entradas y salidas consideradas, entre otros elementos. De acuerdo con los resultados del proceso investigativo, se selecciona la metodología ATAM (Architecture Tradeoff Analysis Method), considerando el hecho de que es en esencia una herramienta que posibilita el reuso de información, considera la evaluación de varios atributos y se centraliza en el modelado de objetivos. Esta herramienta fue aplicada al diseño de un software de cajero automático, en la que se analizó la priorización de los escenarios, encontrándose que se requiere de una prioridad alta en los módulos de validación de tarjeta y retiro de dinero., The concept of software product lines is associated with the set of software systems that share a series of characteristics in common. In this order, in this research different methodologies focused on software validation processes are evaluated, being centralized in the software product lines, for which some of the main methodologies are analyzed, determining aspects such as the field of application, the attributes of quality addressed and the validation criteria, the phases of the project, the models and artifacts on which it is validated, the inputs and outputs considered, among other elements. According to the results of the research process, the ATAM methodology is selected, considering the fact that it is in essence a tool that enables the reuse of information, considers the evaluation of several attributes and is centralized in the modeling of objectives. This tool was applied to the design of an ATM software, in which the prioritization of the scenarios was analyzed, finding that a high priority is required in the modules of card validation and withdrawal of money.

La reutilización es un factor clave para reducir los costos y mejorar la calidad de las propiedades de productos software como la seguridad, fiabilidad o rendimiento. Siguiendo este factor surge la aproximación para el desarrollo de software de Líneas de Productos Software; esta aproximación promete, entre otras cosas, acortar el tiempo del desarrollo de los sistemas software y reducir significativamente los costes de desarrollo y mantenimiento. Por otro lado, el Desarrollo Dirigido por Modelos es un enfoque para el desarrollo de software que propone el uso de modelos en varios niveles de abstracción y transformaciones de modelo como artefactos principales. El uso de modelos como los principales artefactos en el desarrollo de software ofrece muchas ventajas a los desarrolladores, por ejemplo, las transformaciones de modelo permiten la conversión de un modelo fuente en otro modelo objetivo, el aumento del nivel de abstracción permite a los desarrolladores centrarse en el problema a resolver y restar importancia a los detalles de implementación. Ambos paradigmas, en la búsqueda de optimizar el tiempo de producción y calidad en el software generado, pueden reunir importantes ventajas en el proceso de producción de software. La combinación de Desarrollo Dirigido por Modelos y Líneas de Producto Software para producir productos software requiere la identificación de nuevos retos y necesidades de los stakeholders involucrados. La investigación presentada en esta tesis tiene el objetivo, apoyada en varios estudios empíricos realizados en entornos industriales, de aumentar el conocimiento y realizar una serie de propuestas de mejora del proceso de desarrollo software fundamentado en la combinación de Desarrollo Dirigido por Modelos y Líneas de Producto Software. Para alcanzar este objetivo se han estudiado cuatro dimensiones: procesado de requisitos, usabilidad, comprensión (en la configuración de productos) y gestión de errores. Cada una de estas dimensiones ha sido abordada en un estudio empírico, estudios presentados en trabajos de investigación y que forman la parte nuclear de esta tesis. Como resultado del trabajo realizado en esta tesis se han elaborado una serie de propuestas para mejorar el proceso de desarrollo software basado en la combinación de Desarrollo Dirigido por Modelos y Líneas de Producto Software y se han generado siete trabajos de investigación. Cinco de estos trabajos han sido presentados en conferencias de relevancia en el ámbito de la Ingeniería del Software: CAiSEForum'15, CAiSE'16, ESEM'16, ISD'17 y ESEM'17. Estos resultados de investigación han sido aplicados en el proceso de desarrollo de software de placas de inducción de la división de electrodomésticos de BSH (Bosch, Siemens, Gaggenau, Neff y Balay) y están siendo utilizados para su aplicación en la actual implantación para el desarrollo de software del PLC que controla los trenes en la empresa Construcciones y Auxiliar de Ferrocarriles., Software reuse is a key factor in reducing costs and improving the quality of software product properties such as security, reliability, or performance. Taking this factor in account, the Software Product Line approach appears for software development. This approach promises to decrease the time spent in developing software systems and to significantly reduce the costs for development and maintenance of software systems, among other things. In addition, Model Driven Development is an approach for software development that proposes the use of models at various levels of abstraction and model transformations as main artifacts. The use of models as the main artifacts in software development offers many advantages for developers. For instance, model transformations allow the conversion of a source model into another target model. The increase in the level of abstraction allows the developers to focus on the problem to solve, subtracting importance to the implementation details. Both paradigms search to optimize the production time and quality of the generated software, and can result in important advantages in the software production process. However, the combination of Model Driven Development and Software Product Lines to develop software products requires the identification of the challenges and needs of the involved stakeholders. The research presented in this dissertation, supported by several empirical studies carried out in industrial environments, aims to increase the knowledge in the field and to do a set of proposals to improve the software development process based on the combination of Model Driven Development and Software Product Lines. To achieve this objective, four dimensions have been studied: requirements processing, usability, comprehension (configuring software products), and error management. The dimensions have been addressed through empirical studies, presented in research papers. These papers conform the core of this dissertation. As result of the work carried out for this dissertation, a set of proposals to improve the software development process based on the combination of Model Driven Development and Software Product Lines have been generated. Furthermore, seven research papers have been published. Five of these works have been presented at relevant conferences in the Software Engineering field: CAiSE Forum'15, CAiSE'16, ESEM'16, ISD'17 and ESEM'17. These research results have been applied in the software development process of the induction hobs from the electrical appliances division of BSH (under the brands Bosch, Siemens, Gaggenau, Neff, and Balay), and are also being used in the current implementation of the PLC that controls the trains manufactured by the Construcciones y Auxiliar de Ferrocarriles company., La reutilització és un factor clau per a reduir els costos i millorar la qualitat de les propietats de productes programari com la seguretat, fiabilitat o rendiment. Seguint aquest factor sorgeix l'aproximació per al desenvolupament de programari utilitzant Línies de Productes Programari; aquesta aproximació promet, entre altres coses, escurçar el temps del desenvolupament dels sistemes programari i reduir significativament els costos de desenvolupament i manteniment. D'altra banda, el Desenvolupament Dirigit per Models és un enfocament per al desenvolupament de programari que proposa l'ús de models en diversos nivells d'abstracció i transformacions de model com artefactes principals. L'ús de models com els principals artefactes en el desenvolupament de programari ofereix molts avantatges als desenvolupadors, per exemple, les transformacions de model permeten la conversió d'un model font en un altre model objectiu, l'augment del nivell d'abstracció permet als desenvolupadors centrar-se en el problema a resoldre i restar importància als detalls d'implementació. Tots dos paradigmes, en la cerca d'optimitzar el temps de producció i qualitat en el programari generat, poden reunir importants avantatges en el procés de producció de programari.La combinació de Desenvolupament Dirigit per Models i Línies de Producte Programari per a produir productes programari requereix la identificació de nous reptes i necessitats dels \ingles{stakeholders} involucrats. La recerca presentada en aquesta tesi té l'objectiu, recolzada en diversos estudis empírics realitzats en entorns industrials, d'augmentar el coneixement i realitzar una sèrie de propostes de millora del procés de desenvolupament de programari fonamentat en la combinació de Desenvolupament Dirigit per Models i Línies de Producte Programari. Per a aconseguir aquest objectiu s'han estudiat quatre dimensions: processament de requisits, usabilitat, comprensió (en la configuració de productes) i gestió d'errors. Cadascuna d'aquestes dimensions ha sigut abordada en un estudi empíric, estudis presentats en treballs de recerca i que formen la part nuclear d'aquesta tesi. Com a resultat del treball realitzat en aquesta tesi s'han elaborat una sèrie de propostes per a millorar el procés de desenvolupament programari basat en la combinació de Desenvolupament Dirigit per Models i Línies de Producte Programari i s'han generat set treballs de recerca. Cinc d'aquests treballs han sigut presentats en conferències de rellevància en l'àmbit de l'Enginyeria del Programari: CAiSEForum'15, CAiSE'16, ESEM'16, ISD'17 i ESEM'17. Aquests resultats de recerca han sigut aplicats en el procés de desenvolupament de programari de plaques d'inducció de la divisió d'electrodomèstics de BSH (Bosch, Siemens, Gaggenau, Neff i Balay) i estan sent utilitzats per a la seua aplicació en l'actual implantació per al desenvolupament de programari del PLC que controla els trens en l'empresa Construcciones y Auxiliar de Ferrocarriles.

Reference Architecture (RA) in Software Product Lines (SPL) is the main artifact to derive concrete products. SPL is a family of software intensive systems or products sharing a common set of features satisfying a particular market sector, such as the Integrated Healthcare Information Systems domain. The Assessment Process (ASSPRO), goal of this work, concerns product configuration, the first stage of SPL product derivation, and starts with RA, a connected graph or valid architectural configuration built by a bottom-up process. Product configuration is selected among an optimal set of feasible solutions (FS), representing valid architectural configurations. Functional and non-functional customer requirements are considered, using weight-based heuristic assignment to select convenient FS. A problem in the SPL product derivation is to manage the huge amount of non-functional variants, which are identified in ASSPRO as solutions to satisfy precise quality requirements; variants’ choices are handled by applying appropriated strategies. The “best” FS is selected among an FS optimal set. ASSPRO does not pretend to compete with established industrial and academic SPL derivation approaches, but offers an agile way of specifying valid architectural configurations, meeting justified quality requirements; it is a “front-end” for the automatic product development stage.

A Software Product Line (SPL) is a set of software-intensive systems, sharing a common, managed set of features that satisfy the specific needs of a particular market segment or domain. These features are developed from a common set of core assets, which are reused in different products or software systems that form a family. Reference Architecture (RA) is the main asset shared by all products of SPL; it covers commonality and variability of the SPL family of products and it is used as a template to produce new products in an industrial production context. Responding to industrial practice, in previous works we have proposed a semi-automatic bottom-up refactoring process to build RA considering the architectures of existing products, represented by a connected graph or valid architectural configuration; in this paper a new refactoring process is proposed, considering variability modelling of components and connectors, which had not been deeply treated in our previous works. On the basis of the domain products’ semantics similarity of components, a candidate architecture (CA) is obtained automatically and it is manually completed into the final RA using the ISO/IEC 25010 standard quality model combined with goal-oriented techniques to consider also non-functional variability, which is still an open research issue in SPL. Finally, RA is manually constructed from the completed CA by grouping the variants obtained performing similar tasks into variation points. The RA design refactoring process is applied to the domain of Integrated Healthcare Information Systems. A prototype tool supporting the proposed process is under design.

Software Product Line (SPL), is a discipline focused on software artifacts and components reuse. It is based on Domain and Application Engineering processes. In the domain analysis phase an initial model of common and variable characteristics is built and a generic architecture is constructed to develop a family of software products sharing similar features. This work is the result of an evaluation using the DESMET methodology, from a feature analysis qualitative projection inspired on a Systematic Literature Review (SLR), related to the domain analysis phase in the SPL context. The evaluation was complemented with an Analytic Hierarchy Process, that allowed to determine the relative local and global priority of the dimensions or relevant characteristics Processes, Models and Artifacts in domain analysis methods presented in the works that were selected with the SLR. A priority order was found favoring the Models dimension over Artifacts and Processes. These results will be used to propose an Integrated Domain Analysis Process Model for Software product line.

Resumen: La ingeniería de líneas de productos es un prometedor paradigma para desarrollar software. Este paradigma ofrece beneficios como: disminuir el tiempo de desarrollo, incrementar la reutilización y mejorar la calidad del producto final. Para ser exitoso, la ingeniería de líneas de productos representa la colección de productos que pertenecen a la línea de productos por medio de modelos. Los modelos de características son una notación ampliamente usada para expresar estos modelos. Sin embargo, los modelos de características pueden tener defectos. Cualquier defecto en los modelos de características puede ser heredado a los productos configurados a partir de estos modelos. En consecuencia, los defectos deben ser identificados y corregidos rápidamente. En la literatura diferentes trabajos se han interesado en la identificación de defectos en los modelos de características. Sin embargo, pocos de estos trabajos identifican por qué se están dando los defectos o cómo corregirlos y los que lo hacen únicamente identifican algunas correcciones. En esta tesis, se propone un método sistemático para identificar y clasificar las causas y correcciones de algunos defectos de los modelos de características. Adicionalmente, el método propuesto clasifica en comunes y no comunes las causas y correcciones identificadas. Gracias a esta clasificación, es posible detectar si existen defectos que son originados por las mismas causas o si existen correcciones que podrían solucionar más de un defecto. En cuanto a la validación, el método fue aplicado en 78 diferentes modelos de características con tamaños de hasta 120 dependencias. Los resultados muestran que el método propuesto es exacto y potencialmente útil en la práctica. Abstract: Software product line engineering is a promising paradigm for developing software intensive systems. Among the proven benefits are reduced time to market, better asset reuse, and improved software quality. To be successful, software product line engineering represents the collection of products of the product line by means of product line models. Feature Models are a common way to represent product lines by expressing the set of feature combinations that software products can have. However, these models might have defects. Defects in Feature Models might be inheriting to the products configured from these product line models. Consequently, defects must be early identified and corrected. In scientific literature, several works deal with identification of defects in feature models. However, only few of these proposals are able to explain why these found defects occur and how to fix them. Moreover, these works only identify some corrections. This thesis presents a new method that not only identifies defects on feature models, but it also detects all possible causes and corrections that can be found when the method systematically eliminates features from the feature models. In particular, the proposed method was applied on 78 distinct feature models with sizes up to 120 dependencies. Obtained results indicate that the method proposed is accurate and potentially useful in real scenarios. Maestría

[EN] Real-Time Systems have some characteristics that make them particularly sensitive to architectural decisions. The use of Frameworks and Components has proven effective in improving productivity and software quality, especially when combined with Software Product Line approaches. However, the results in terms of software reuse and standardization make the lack of portability of both the design and componentbased implementations clear. This article, based on the Model- Driven Software Development paradigm, presents an approach that separates the component-based description of real-time applications from their possible implementations on different platforms. This separation is supported by the automatic integration of the code obtained from the input models into object-oriented frameworks. The article also details the architectural decisions taken in the implementation of one of such frameworks, which is used as a case study to illustrate the proposed approach. Finally, a comparison with other alternative approaches is made in terms of development cost., [ES] Los Sistemas de Tiempo-Real poseen características que los hacen particularmente sensibles a las decisiones arquitectónicas que se adopten. El uso de Frameworks y Componentes ha demostrado ser eficaz en la mejora de la productividad y calidad del software, sobre todo si se combina con enfoques de Líneas de Productos. Sin embargo, los resultados en cuanto a reutilización y estandarización dejan patente la ausencia de portabilidad tanto de los diseños como las implementaciones basadas en componentes. Este artículo, fundamentado en el Desarrollo de Software Dirigido por Modelos, presenta un enfoque que separa la descripción de aplicaciones de tiempo–real basadas en componentes de sus posibles implementaciones para distintas plataformas. Esta separación viene soportada por la integración automática del código obtenido a partir de los modelos de entrada en frameworks implementados usando tecnología orientada a objetos. Asimismo, se detallan las decisiones arquitectónicas adoptadas en la implementación de uno de estos frameworks, que se utilizará como caso de estudio para ilustrar los beneficios derivados del enfoque propuesto. Por último, se realiza una comparativa en términos de coste de desarrollo con otros enfoques alternativos., Este trabajo ha sido parcialmente financiado por los proyectos EXPLORE (CICYT ref. TIN2009-08572) y MISSION-SICUVA (Fundación Séneca ref. 15374/PI/10).